JP4678536B2 - 照度センサ - Google Patents

Description

本発明は、車両が備える各種灯火を点灯・消灯する制御等に用いられる照度センサに関するものである。

従来の照度センサとして、たとえば外部からの光をウィンドシールドと第２のライトガイドを透過させて受信器２８で受信し、送信器１４から発せられた光を第１ライトガイドを透過させてウィンドシールドに入射させウィンドシールドの第１ライトガイドと反対側の表面で反射された反射光を再びウィンドシールドおよび第１ライトガイドを透過させて受信器２０で受信する構成としたものがある（特許文献１参照）。

ウィンドシールドやライトガイドは、その使用過程において経時劣化により透過率が減少する場合がある。そうすると、外部の明るさが同じであっても、受信器２８からの検出信号レベルが変化して、外部の明るさを正確に検出することが困難となる恐れがある。

上述の従来の照度センサでは、受信器２０からの検出信号に基づいて、ウィンドシールドおよび第１のライトガイドの透過率を算出し、算出したウィンドシールドおよび第１のライトガイドの透過率に基づいて受信器２８からの検出信号を補正して外部の明るさを正確に検出することを目指している。

また、上述の従来の照度センサでは、送信器１４および受信器２０を、ウィンドシールドに付着した雨滴量を検出する雨滴センサとしても使用している。ウィンドシールドの雨滴が付着していないときは、送信器１４からの光はウィンドシールドの表面で全反射する。一方、ウィンドシールドの表面に雨滴が付着していると、送信器１４からの光の一部が雨滴を介してウィンドシールド外へ出射するので、受信器２０への入射光量が、ウィンドシールドに雨滴が付着していないときに比べて減少する。したがって、受信器２０からの検出信号に基づいて、雨滴量を算出することが可能となる。
特表２００４−５０６５６９号公報

上述の従来の照度センサでは、ウィンドシールドにおいて、受信器２８に入射する外部からの光が通過する領域と、受信器１０に入射する送信器１４から発せられた光が通過する領域とが異なっている。つまり、受信器２８に入射する外部からの光と、受信器１０に入射する送信器１４から発せられた光とは、それぞれウィンドシールドの別々の部分を透過している。このため、ウィンドシールドの透過率の状態が上述した２つの部分で異なっていると、受信器２８からの検出信号を補正しても、外部の明るさを正確に検出することが困難であるという問題が生じる。

照度センサに雨滴センサが一体的に組み込まれた場合、雨滴センサは、その機能上ワイパーブレードの払拭作動領域内に配置される必要があり、同時に運転者の前方視界を妨げない位置である必要がある。これらの条件を満たすために、通常はリヤビューミラーの背後に設置されている。この位置は、車種によってはウィンドシールドに施された防眩用着色処理部のグラデーション部に相当することがある。このような場合においても、受信器２８からの検出信号を補正しても、外部の明るさを正確に検出することが困難であるという問題が生じる。

本発明は、上記の問題点に鑑みなされたもので、その目的は、ウィンドシールドにおいて外来光が通過する領域の透過率を正確に検出して、外部の明るさを高精度で検出可能な照度センサを提供することである。

本発明は上記目的を達成する為、以下の技術的手段を採用する。

本発明の請求項１に記載の照度センサは、ウィンドシールドおよびウィンドシールドの室内側に配置された導光体を透過した車外からの光である外来光を受光する第１受光素子を備え、第１受光素子が外来光のみの受光量に応じて発する第１出力信号に基づいて車外の明るさを検出する照度センサであって、車室内に配置され、光をウィンドシールドへ向けて出射する発光素子と、発光素子から発せられウィンドシールドの導光体と反対側の表面で反射した光である第１反射光を受光しその受光量に応じた大きさの第２出力信号を発する第２受光素子と、を備え、導光体は、発光素子からの光が導光体を透過してウィンドシールドへ入射するとともに、当該入射光についての第１反射光が導光体を透過して第２受光素子へ入射するように形成され、導光体は、発光素子からの光を第１受光素子へ向けて反射する反射面を備え、導光体およびウィンドシールドを透過しないで当該反射面で反射した光である第２反射光が、第１受光素子により受光され、ウィンドシールド内において、外来光は、表面へ向かう発光素子からの光が通過する領域および反射光が通過する領域の少なくともどちらか一方を通過し、発光素子への通電は間歇的に行われ、第１受光素子は、発光素子への通電が行われず発光素子が消灯しているとき、外来光のみを受光しその受光量に応じた大きさの第１出力信号を発する一方、発光素子への通電が行われて発光素子が点灯しているとき、発光素子から発せられて反射面で反射した光である第２反射光および外来光を同時に受光しその受光量に応じた大きさの合計出力信号を発し、ウィンドシールドにおいて外来光が通過する領域の透過率変化を、合計出力信号と第１出力信号との差である第３出力信号、および第２出力信号に基づいて判定し、当該判定結果に基づいて第１出力信号を補正して車外の明るさを検出することを特徴としている。

上述の構成において、第３出力信号は、発光素子が発した光のうち導光体およびウィンドシールドを透過せずに第１受光素子へ入射した光量に基づいている。すなわち、導光体やウィンドシールドの透過率が変化しても第３出力信号は変化しない。一方、第２出力信号は、導光体やウィンドシールドの透過率が変化するとそれに連動して変化する。したがって、第３出力信号と第２出力信号とに基づいて、ウィンドシールドの透過率、詳しくは、ウィンドシールドにおいて外来光が通過する領域の透過率をより正確に検出することができる。これにより、ウィンドシールドにおいて外来光が通過する領域の透過率を用いて、第１出力信号、言い換えると第１受光素子に入射した外来光量を補正することにより、外部の明るさを高精度で検出することが可能となる。
ここで、特に上述の構成によれば、発光素子消灯時においては、第１受光素子へは外来光のみが入射している。発光素子点灯時においては、第１受光素子へは外来光および発光素子からの光の両方が入射している。したがって、第１受光素子へ発光素子からの光のみが入射しているときの第１受光素子の出力信号、すなわち、第３出力信号は、発光素子点灯時の第１受光素子の合計出力信号と第１出力信号との差として容易且つ正確に算出される。すなわち、一つの第１受光素子を用いて２種類の出力信号を取得するので、複数の受光素子を用いる場合と比べて受光素子間の特性ばらつきによる影響を排除して精度良く検出することができる。

この場合、本発明の請求項２に記載の照度センサのように、発光素子、第１受光素子および第２受光素子は、ウィンドシールドに付着した雨滴量を検出する雨滴センサを構成し、雨滴センサは、第３出力信号および第２出力信号に基づいて透過率変化を判定し、当該判定結果に基づいて第２出力信号を補正して雨滴量を算出する構成としてもよい。このような構成とすることにより、２つの装置としての照度センサおよび雨滴センサを一個の装置にまとめることができ、ウィンドシールド上における各センサによる占有面積を小さくすることができる。

本発明の請求項３に記載の照度センサは、第１受光素子、第２受光素子および発光素子は、それぞれの光軸が同一平面内に含まれるように配置され、第１受光素子、第２受光素子および発光素子は、一方の端部から発光素子、第１受光素子、第２受光素子の順番で配置されることを特徴としている。

このような構成において、発光素子から発せられた光が第２受光素子に入射するまでの光路について、第１受光素子、第２受光素子および発光素子の各光軸を同時に含む平面内において考える。発光素子から発せられた光は、ウィンドシールド内を進行しウィンドシールドの表面で反射して再びウィンドシールド内を進行して第２受光素子に入射する。ここで、第１受光素子、第２受光素子および発光素子は、一方の端部から発光素子、第１受光素子、第２受光素子の順番で配置されている。言い換えると、発光素子および第２受光素子との間に第１受光素子が配置されている。このため、発光素子から表面の入射点へ至る光路および入射点から第２受光素子へ至る光路のどちらかと、第１受光素子へ入射する外来光の光路とは、ウィンドシールド内で必ず交差することになる。２つの光路が交差するということは、２つの光路は、ウィンドシールド内において交差点周辺の共通の領域を通過していることになる。すなわち、発光素子から発せられ表面で反射して第２受光素子へ至る光と、第１受光素子へ入射する外来光とは、ウィンドシールド内の共通の領域を通過することになる。これにより、ウィンドシールドにおける外来光の通過領域の透過率を確実に測定することが可能となる。この透過率に基づいて第１受光素子に入射した外来光量を補正することにより、外部の明るさを高精度で検出することが可能となる。

以下、本発明にかかる照度センサの実施の形態について、自動車に搭載された照度雨滴センサ１に適用した場合を例に図１〜図５を参照して説明する。

照度雨滴センサ１は、図１に示すように、自動車１００のフロントウィンドシールド１０１の車室内側に取り付けられている。照度雨滴センサ１は、自動車１００が備えるライトコントロール装置１１０において、自動車１００周辺の明るさを検出する用途に用いられている。ライトコントロール装置１１０は、照度雨滴センサ１により検出された自動車１００周辺の明るさに応じて、自動車１００が備える各種灯火、たとえば、ヘッドランプ１１２、クリアランスランプ１１３およびテールランプ１１４の点灯・消灯を自動的に切り替えるものである。

また、照度雨滴センサ１は、フロントウィンドシールド１０１に付着した雨滴量を検出する機能を有し、自動車１００が備えるワイパーコントロール装置１２０に接続されている。ワイパーコントロール装置１２０は、照度雨滴センサ１により検出されたフロントウィンドシールド１０１上への付着雨滴量に応じて、ワイパーブレード１２３の払拭動作を適切な時間間隔で実施するようにワイパーモータ１２２の駆動を制御するものである。

すなわち、本発明の一実施形態による照度雨滴センサ１は、車外の明るさを検出する機能およびフロントウィンドシールド１０１への付着雨滴量を検出する機能の２つの機能を有している。

以下に、照度雨滴センサ１の全体構成について説明する。

照度雨滴センサ１は、フロントウィンドシールド１０１の車室内側に配設されている。照度雨滴センサ１は、図１に示すように、フロントウィンドシールド１０１の外表面におけるワイパーブレード１２３の払拭領域Ａ内且つ自動車の上方のリヤビューミラー(図示せず)の背後に配置されている。これは、雨滴量の検出動作は、照度雨滴センサ１の検出領域Ａｄをワイパーブレード１２３が通過直後に実行される必要があること、および照度雨滴センサ１は運転者の前方視界を極力妨げない位置に設置される必要があることによる。照度雨滴センサ１のフロントウィンドシールド１０１への取り付けは、光透過性テープ等を介してなされる。

照度センサ１は、図２に示されるように、フロントウィンドシールド１０１に密着して配置された導光体としてのレンズ５、フロントウィンドシールド１０１およびレンズ５を透過した車外からの光である外来光を受光する第１受光素子であるフォトダイオード３、発光素子である発光ダイオード２、発光ダイオード２から発せられフロントウィンドシールド１０１の外側表面である表面１０１ａで反射した光である第１反射光を受光する第２受光素子としてのフォトダイオード４、発光ダイオード２の点灯駆動制御を行うとともに、フォトダイオード３、４から発せられる各出力信号が入力されて、照度あるいは雨滴量を算出する制御回路８、フォトダイオード３、４、発光ダイオード２および制御回路８が実装されている回路基板７、これらの要素を格納しているハウジング９、によって構成されている。

ハウジング９は、樹脂材料を成型加工したもの、あるいは金属等から形成されている。

レンズ５は、透光性材質、例えば樹脂材料あるいはガラス等から形成されている。レンズ５のフロントウィンドシールド１０１側の面は、フロントウィンドシールド１０１に沿う形状に形成されている。レンズ５とフロントウィンドシールド１０１との間には、図２に示すように、全面に亘って光透過性テープであるシリコンシート６が介在している。すなわち、照度雨滴センサ１は、シリコンシート６を介してフロントウィンドシールド１０１に固定されている。照度雨滴センサ１がフロントウィンドシールド１０１に固定されると、レンズ５は、図２に示すように、シリコンシート６を介してフロントウィンドシールド１０１に密着する。すなわち、レンズ５のフロントウィンドシールド１０１側表面、シリコンシート６およびフロントウィンドシールド１０１が互いの境界の全域に空気層が無いようにして密着している。これにより、レンズ５およびフロントウィンドシールド１０１の境界を光が通過する際の光量損失を最小限度に抑えることができる。

レンズ５は、図２に示すように、発光ダイオード２に対向するように形成された集光面５１、フォトダイオード３に対向するように形成された反射面５２、フォトダイオード４に対向するように形成された出射面５３を備えている。

集光面５１は、発光ダイオード２側に凸である凸レンズ状に形成されている。発光ダイオード２が発する光は放射状に発せられるが、集光面５１は、それらの光を集めてほぼ平行光線としてフロントウィンドシールド１０１に向けて進行させる役割を果たしている。

反射面５２は、発光ダイオード２から発せられた光の一部が入射可能に略平面状に形成され、この入射した光をフォトダイオード３へ向けて反射する役割を果たしている。すなわち、発光ダイオード２から発せられた光の大部分は集光面５１へ入射してフロントウィンドシールド１０１へ向かが、一部は反射面５２へ入射しそこで反射してフォトダイオード３へ入射する。

出射面５３は、フォトダイオード４側に凸である凸レンズ状に形成されている。発光ダイオード２が発する光は略並行光線としてフロントウィンドシールド１０１内を進行し、フロントウィンドシールド１０１のレンズ５と反対側の表面である外側表面１０１ａで反射する。この反射光も平行光線としてフロントウィンドシールド１０１内、レンズ５内を進行する。出射面５３は、これらの反射光をフォトダイオード４に向けて集束させる役割を果たしている。これにより、反射光の大部分をフォトダイオード４に入射させることができる。

発光ダイオード２、フォトダイオード３、フォトダイオード４は、各素子の光軸２ａ、３ａ、４ａが、同一平面内に含まれるように、つまり図２に示すように配置されている。これら３個の素子は配列の端から、つまり図２において左端から、発光ダイオード２、フォトダイオード３、フォトダイオード４の順番で並べて配置されている。

発光ダイオード２、フォトダイオード３、フォトダイオード４は、図２に示すように回路基盤７に実装されている。回路基盤７には、発光ダイオード２の点灯駆動制御を行うとともに、フォトダイオード３、４から発せられる各出力信号に基づいて、照度あるいは雨滴量を算出する制御回路８が実装されている。

次に、本発明の一実施形態としての照度雨滴センサ１の電気回路構成について、照度雨滴センサ１が用いられているライトコントロール装置１１０およびワイパーコントロール装置１２０との関係も含め、図３のブロック図に基づいて説明する。

制御回路８は、たとえばマイクロコンピュータ等から構成されている。制御回路８には、図３に示すように、発光ダイオード２、フォトダイオード３、フォトダイオード４が接続されている。

制御回路８は、図３に示すように、ライトコントロール装置１１０およびワイパーコントロール装置１２０に接続されている。ライトコントロール装置１１０には、図３に示すように、ライトコントロールスイッチ１１１、ヘッドランプ１１２、クリアランスランプ１１３、テールランプ１１４が接続されている。ワイパーコントロール装置１２０には、図３に示すように、ワイパーコントロールスイッチ１２１、ワイパーモータ１２２が接続されている。

ライトコントロールスイッチ１１１は、運転者の操作により切り替えられる４つのモードを備えている。すなわち、全ての灯火が消灯するＯＦＦモード、クリアランスランプ１１３およびテールランプ１１４が点灯されるＴＡＩＬモード、クリアランスランプ１１３、テールランプ１１４およびヘッドランプ１１２が点灯されるＨＥＡＤモード、以上の３つのモードの切り替えが自動的に行われるＡＵＴＯモードの４モードである。運転者の操作によりＡＵＴＯモードが選択されると、ライトコントロール装置１１０が作動を開始し、それと同時に、照度雨滴センサ１が、照度検出動作を開始する。

ワイパーコントロールスイッチ１２１は、運転者の操作により切り替えられる４つのモードを備えている。すなわち、ワイパーブレードの払拭動作が停止するＯＦＦモード、ワイパーブレードが低速払拭動作を行うＬＯモード、ワイパーブレードが高速払拭動作を行うＨＩモード、降雨状態に応じて自動的に最適な払拭動作が実施されるＡＵＴＯモードの４モードである。運転者の操作によりＡＵＴＯモードが選択されると、ワイパーコントロール装置１２０が作動を開始し、それと同時に、照度雨滴センサ１が、雨滴量検出動作を開始する。

次に、本発明の一実施形態としての照度雨滴センサ１による照度検出動作および雨滴量検出動作について説明する。

本発明の一実施形態としての照度雨滴センサ１は、車外の明るさである照度の検出と、フロントウィンドシールド１０１へ付着する雨滴量の検出の、２種類の検出動作を実行可能である。先ず、これら２種類の検出動作が実行される条件について、図４に基づいて説明する。図４は、ライトコントロールスイッチ１１１およびワイパーコントロールスイッチ１２１における選択ポジションと、照度雨滴センサ１の検出動作との関係を示すマトリクス表である。図４中において、×は検出動作をしないことを表している。

照度雨滴センサ１は、図４に示すように、ライトコントロールスイッチ１１１のＡＵＴＯモードが選択され、且つワイパーコントロールスイッチ１２１のＡＵＴＯモード以外のモードが選択されているときには、照度検出動作をおこなう。

照度雨滴センサ１は、図４に示すように、ワイパーコントロールスイッチ１２１のＡＵＴＯモードが選択され、且つライトコントロールスイッチ１１１のＡＵＴＯモード以外のモードが選択されているときには、雨滴量検出動作をおこなう。

照度雨滴センサ１は、ライトコントロールスイッチ１１１のＡＵＴＯモード以外のモードが選択され、且つワイパーコントロールスイッチ１２１のＡＵＴＯモード以外のモードが選択されているときには、図４に示すように、検出作動を停止している。

照度雨滴センサ１は、ライトコントロールスイッチ１１１のＡＵＴＯモードが選択され、且つワイパーコントロールスイッチ１２１のＡＵＴＯモードが選択されているときには、図４に示すように、照度検出動作および雨滴量検出動作の両方を行う。この場合、照度検出動作および雨滴量検出動作を同時に行うのではなく、照度検出動作および雨滴量検出動作を所定時間ずつ交互におこなう。

先ず、照度雨滴センサ１による照度検出動作について説明する。

自動車１００外からの光である外来光がフロントウィンドシールド１０１を介して照度雨滴センサ１に入射する。この外来光Ｐは、図２に示すように、平行光線として入射する。そのうち、フォトダイオード４に向かって入射した光は、レンズ５の出射面５３で屈折してフォトダイオード４からそれた方向へ進行し、フォトダイオード４へは入射しない。結局、照度雨滴センサ１の検出領域Ａｄに入射した外来光のうち、フォトダイオード３に対応した外来光Ｐのみがフォトダイオード３に入射する。フォトダイオード３は、外来光Ｐを受光しその受光量に応じた出力信号である第１出力信号Ｘを出力する。

発光ダイオード２が点灯されると、発光ダイオード２から放射状に発せられた光である検査光Ｑは、レンズ５の集光面５１に入射し、図２に示すように、平行光線となってフロントウィンドシールド１０１の外側表面１０１ａに入射する。そして、外側表面１０１ａで反射した光である第１反射光Ｒは、レンズ５の出射面５３によりフォトダイオード４に向けて集束されてフォトダイオード４に入射する。フォトダイオード４は、第１反射光Ｒを受光しその受光量に応じた出力信号である第２出力信号Ｙを出力する。

発光ダイオード２が点灯されると、発光ダイオード２から放射状に発せられた検査光Ｑの一部は、レンズ５の反射面５２に入射する。そして、反射面５２で反射した光である第２反射光Ｓは、図２に示すように、フォトダイオード３に入射する。したがって、発光ダイオード２点灯時においてフォトダイオード３は、外来光Ｐおよび第２反射光Ｓを同時に受光しその受光量に応じた出力信号である合計出力信号Ｗを出力する。

上述したように、フォトダイオード３が外来光Ｐのみを受光したときの出力信号が第１出力信号Ｘであり、フォトダイオード３が外来光Ｐおよび発光ダイオード２からの光である第２反射光Ｓを受光したときの出力信号が合計出力信号Ｗである。したがって、合計出力信号Ｗと第１出力信号Ｘとの差を算出すれば、それは、フォトダイオード３が発光ダイオード２からの光である第２反射光Ｓのみを受光したときの出力信号である第３出力信号Ｚとなる。

フォトダイオード３が外来光Ｐを受光したときの出力信号である第１出力信号Ｘの大きさは外来光Ｐの光量と比例関係にあるので、第１出力信号Ｘに基づいて、車外の照度を検出することは可能である。

自動車１００の使用時間が経過するにつれて、フロントウィンドシールド１０１の透過率が変化する場合がある。たとえば、透過率が徐々に低下する場合がある。透過率が低下した場合、車外の照度が同一であっても、第１出力信号Ｘの大きさは、透過率が低下する前と比べて減少する。このため、照度雨滴センサ１は、車外の照度が変わらないにも係らず、照度を低く判定してしまう。そこで、本発明の一実施形態による照度雨滴センサ１においては、第２出力信号Ｙおよび第３出力信号Ｚに基づいて、フロントウィンドシールド１０１の透過率の変化を判定している。すなわち、第２出力信号Ｙの大きさはフロントウィンドシールド１０１の透過率の変化に伴って変動するのに対して、第３出力信号Ｚの大きさはフロントウィンドシールド１０１の透過率の変化如何によらず変わらない。これにより、フロントウィンドシールド１０１の透過率の変化を判定することができる。この判定結果に基づいて第１出力信号Ｘを補正し、補正後の第１出力信号Ｘに基づいて車外の照度を判定することにより、フロントウィンドシールド１０１の透過率が変化しても、常に、車外の照度を正確に検出することができる。

また、本発明の一実施形態による照度雨滴センサ１においては、図２に示すように、フロントウィンドシールド１０１の透過率変化を判定するための検査光Ｑおよび第１反射光Ｒの少なくともどちらか一方が、外来光Ｐと交差している。言い換えると、外来光Ｐは、フロントウィンドシールド１０１の透過率変化を判定するための検査光Ｑおよび第１反射光Ｒが通過する領域、つまり、図２においてハッチングを施した領域Ｄを通過している。すなわち、本発明の一実施形態による照度雨滴センサ１においては、フロントウィンドシールド１０１の透過率の変化を、フロントウィンドシールド１０１において車外照度を検出するための外来光Ｐが透過する領域そのものにおいて判定している。このように、フロントウィンドシールド１０１において車外の照度検出用の外来光Ｐが通過する領域そのものの透過率の変化を測定し、それに基づいて第１出力信号Ｘを補正することにより、車外の照度を高精度で検出可能な照度雨滴センサ１を提供することができる。

ところで、照度雨滴センサ１の照度検出動作時に判定されたフロントウィンドシールド１０１の透過率は、後述する雨滴量検出動作時においても、雨滴量を高精度で検出するために利用されている。しかし、フロントウィンドシールド１０１の検出領域に雨滴が付着した状態では、フロントウィンドシールド１０１の透過率を正確に判定することは困難である。したがって、本発明の一実施形態による照度雨滴センサ１においては、ライトコントロールスイッチ１１１がＡＵＴＯモード且つワイパーコントロールスイッチ１２１がＯＦＦモードであるときに判定したフロントウィンドシールド１０１の透過率のみを、制御回路８の記憶領域に記憶するとともに順次更新している。すなわち、制御回路８の記憶手段にはフロントウィンドシールド１０１の透過率の正確且つ最新の値が常に記憶されている。

次に、照度雨滴センサ１による雨滴量検出動作について説明する。

照度雨滴センサ１における、雨滴量検出領域は、図２中に示す検出領域Ａｄである。すなわち、フロントウィンドシールド１０１において、発光ダイオード２から発せられた光である検査光Ｑが入射する領域である。照度雨滴センサ１においては、この検出領域Ａｄ内へ付着した雨滴量を検出している。

発光ダイオード２が点灯されると、発光ダイオード２から放射状に発せられた検査光Ｑは、レンズ５の集光面５１に入射し、図２に示すように、平行光線となってフロントウィンドシールド１０１の外側表面１０１ａに入射する。そして、外側表面１０１ａで反射した光である第１反射光Ｒは、レンズ５の出射面５３によりフォトダイオード４に向けて集束されてフォトダイオード４に入射する。フォトダイオード４は、第１反射光を受光しその受光量に応じた出力信号である第２出力信号Ｙを出力する。

フロントウィンドシールド１０１の検出領域Ａｄ内に雨滴が付着していないときには、検査光Ｑは、フロントウィンドシールド１０１の外側表面１０１ａに入射すると、そこで全反射する。したがって、フォトダイオード４の受光量は最大となる。

フロントウィンドシールド１０１の検出領域Ａｄ内に雨滴が付着すると、フロントウィンドシールド１０１の検出領域Ａｄ内の雨滴部分に入射した検査光Ｑの一部は、フロントウィンドシールド１０１および雨滴を介してフロントウィンドシールド１０１外方へ出射する。このため、フォトダイオード４の受光量がフロントウィンドシールド１０１に雨滴が付着していないときに比べて減少するので、フォトダイオード４における出力信号である第２出力信号Ｙの大きさが減少する。つまり、フォトダイオード４における出力信号である第２出力信号Ｙの大きさは、フロントウィンドシールド１０１の検出領域Ａｄ内における雨滴付着状況に応じて変化する。したがって、フォトダイオード４における出力信号である第２出力信号Ｙの大きさに基づいて、雨滴量を判定することができる。

ところで、雨滴量検出動作時においても、上述した照度検出動作時と同様に、フロントウィンドシールド１０１の透過率の変化を判定し、それに基づいて第２出力信号Ｙを補正して雨滴量を判定することで、より高精度な雨滴量検出が可能となる。本発明の一実施形態による照度雨滴センサ１においては、上述したように制御回路８の記憶手段に記憶されているフロントウィンドシールド１０１の透過率の最新値を引用して雨滴量の補正に用いることにより、高精度の雨滴量検出が可能となる。

ライトコントロールスイッチ１１１のＡＵＴＯモードが選択され、且つワイパーコントロールスイッチ１２１のＡＵＴＯモードが選択されているときには、照度雨滴センサ１の制御回路８は、照度検出動作および雨滴量検出動作を交互に所定時間ずつおこなう。

この場合、雨滴量検出動作は、上述した雨滴量検出動作と同じ手順で実行される。一方、照度検出動作においては、フロントウィンドシールド１０１の透過率判定はおこなわず、制御回路８の記憶手段に記憶されているフロントウィンドシールド１０１の透過率の最新値を引用して照度の補正をおこなう。

図５には、本発明の一実施形態による照度雨滴センサ１の変形例の断面図を示す。この変形例は、先に説明した本発明の一実施形態による照度雨滴センサ１のレンズ５形状を変更したものである。

本発明の一実施形態による照度雨滴センサ１の場合、発光ダイオード２から発せられた検査光Ｑは、レンズ５の集光面５１から入射するとそのままフロントウィンドシールド１０１の外側表面１０１ａへ向かって進行し、且つ反射光Ｒは外側表面１０１ａから直接レンズ５の出射面５３へ到達している。これに対して、本発明の一実施形態による照度雨滴センサ１の変形例においては、レンズ５に、図５に示すように、反射面５４および反射面５５を設けている。発光ダイオード２から発せられた検査光Ｑは、レンズ５の集光面５１から入射すると、続いて反射面５４で反射してフロントウィンドシールド１０１の外側表面１０１ａへ向かって進行する。さらに、反射光Ｒは外側表面１０１ａから先ずレンズ５の反射面５５へ入射し、そこで反射して出射面５３へ到達している。

このような構成によっても、本発明の一実施形態による照度雨滴センサ１と同様の効果、つまり、フロントウィンドシールド１０１の透過率の変化を、フロントウィンドシールド１０１において車外照度を検出するための外来光Ｐが透過する領域そのものにおいて判定し、それに基づいて第１出力信号Ｘを補正することにより、車外の照度を高精度で検出可能となること、が得られる。

なお、以上説明した、本発明の一実施形態による照度雨滴センサ１、およびその変形例では、第１受光素子、第２受光素子としてフォトダイオード３、４を用いているが、フォトダイオードに限る必要はなく、他の種類の受光素子、たとえばフォトトランジスタを用いてもよい。

また、上記各実施形態では照度センサとして雨滴量検出機能を兼備した照度雨滴センサを例に説明したが、雨滴検出機能を具備しない照度検出専用の照度センサに適用してもよい。

また、上記各実施形態では、照度雨滴センサ１が設置されるウィンドシールドを、運転席前方のフロントウィンドシールド１０１として説明したが、フロントウィンドシールド１０１に限る必要はなく、他の窓、たとえばリヤウィンドシールドに適用してもよい。

また、上記各実施形態では、当該雨滴量検出装置を自動車に搭載した例について言及したが、搭載先は自動車に限られない。他にも飛行機、鉄道車両、船舶など、広く移動体に搭載して有益である。

本発明の一実施形態による照度雨滴センサ１が自動車１００に搭載された状態を示す模式図である。 雨滴照度センサ１の構成を説明する断面図であり、図１中のＩＩ−ＩＩ線断面図である。 照度雨滴センサ１の全体構成を示すブロック図である。 ライトコントロールスイッチ１１１およびワイパーコントロールスイッチ１２１における選択ポジションと、照度雨滴センサ１の検出動作との関係を示すマトリクス表である。 本発明の一実施形態による照度センサ１の変形例における断面図である。

符号の説明

１ 照度雨滴センサ（照度センサ）
２ 発光ダイオード（発光素子）
２ａ 光軸
３ フォトダイオード（第１受光素子）
３ａ 光軸
４ フォトダイオード（第２受光素子）
４ａ 光軸
５ レンズ（導光体）
５１ 集光面
５２ 反射面
５３ 出射面
５４ 反射面
５５ 反射面
６ シリコンシート
７ 回路基盤
８ 制御回路
９ ハウジング
１００ 自動車
１０１ フロントウィンドシールド（ウィンドシールド）
１１０ ライトコントロール装置
１１１ ライトコントロールスイッチ
１１２ ヘッドランプ
１１３ クリアランスランプ
１２０ ワイパーコントロール装置
１２１ ワイパーコントロールスイッチ
１２２ ワイパーモータ
１２３ ワイパーブレード
Ａ 払拭領域
Ａｄ 検出領域
Ｄ 領域
Ｐ 外来光
Ｑ 検査光
Ｒ 第１反射光
Ｓ 第２反射光

Claims (3)

1. ウィンドシールドおよび前記ウィンドシールドの室内側に配置された導光体を透過した車外からの光である外来光を受光する第１受光素子を備え、前記第１受光素子が前記外来光のみの受光量に応じて発する第１出力信号に基づいて車外の明るさを検出する照度センサであって、
   車室内に配置され、光を前記ウィンドシールドへ向けて出射する発光素子と、
   前記発光素子から発せられ前記ウィンドシールドの前記導光体と反対側の表面で反射した光である第１反射光を受光しその受光量に応じた大きさの第２出力信号を発する第２受光素子と、を備え、
   前記導光体は、前記発光素子からの光が前記導光体を透過して前記ウィンドシールドへ入射するとともに、当該入射光についての前記第１反射光が前記導光体を透過して前記第２受光素子へ入射するように形成され、
   前記導光体は、前記発光素子からの光を前記第１受光素子へ向けて反射する反射面を備え、前記導光体および前記ウィンドシールドを透過しないで当該反射面で反射した光である第２反射光が、前記第１受光素子により受光され、
   前記ウィンドシールド内において、前記外来光は、前記表面へ向かう前記発光素子からの光が通過する領域および前記第１反射光が通過する領域の少なくともどちらか一方を通過し、
   前記発光素子への通電は間歇的に行われ、前記第１受光素子は、前記発光素子への通電が行われず前記発光素子が消灯しているとき、前記外来光のみを受光しその受光量に応じた大きさの第１出力信号を発する一方、前記発光素子への通電が行われて前記発光素子が点灯しているとき、前記発光素子から発せられて前記反射面で反射した光である前記第２反射光および前記外来光を同時に受光しその受光量に応じた大きさの合計出力信号を発し、
   前記ウィンドシールドにおいて前記外来光が通過する領域の透過率変化を、前記合計出力信号と前記第１出力信号との差である第３出力信号、および前記第２出力信号に基づいて判定し、当該判定結果に基づいて前記第１出力信号を補正して車外の明るさを検出することを特徴とする照度センサ。
2. 前記発光素子、前記第１受光素子および前記第２受光素子は、前記ウィンドシールドに付着した雨滴量を検出する雨滴センサを構成し、
   前記雨滴センサは、前記第３出力信号および前記第２出力信号に基づいて前記透過率変化を判定し、当該判定結果に基づいて前記第２出力信号を補正して前記雨滴量を算出することを特徴とする請求項１に記載の照度センサ。
3. 前記第１受光素子、前記第２受光素子および前記発光素子は、それぞれの光軸が同一平面内に含まれるように配置され、
   前記第１受光素子、前記第２受光素子および前記発光素子は、一方の端部から前記発光素子、前記第１受光素子、前記第２受光素子の順番で配置されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の照度センサ。

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